CN2594086Y - 高精度车用电系状态检测警示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电系状态监测器，特别是涉及一种高精度车用电系状态检测警示器。该检测警示器含有放大器或比较器集成块及***电子元件构成的电子电路：采用放大器或比较器集成块等元件组成比较电路，检测信号取自车用电源的分压，输入比较器的同向或反向输入端，车用电源经稳压电路稳压，提供基准信号，输入到比较器的反向或同向输入端，比较器的输出端与电源之间接有警示元件。该仪器可安装在汽车原充电指示灯的部位，并具有充放电电流表和电压表的全部功能，该仪器功耗小、工作可靠、寿命长，使用准确、方便，应用前景广阔，具有较高的社会和经济效益。

Description

高精度车用电系状态检测警示器

一.技术领域：本实用新型涉及一种电系状态监测器，特别是涉及一种高精度车用电系状态检测警示器。

二.背景技术：随着科学技术的发展，现代交通、运输工具越来越多的使用电子技术和电气化设备，整车性能对于电源的依赖性越来越高，为了保证汽车等的正常、安全行驶，随时了解和掌握其电源***的发电机、蓄电池和电路的电压高低及电器工作状况显得十分重要。

在汽车电源***中，最早只是采用充电指示灯来指示发电机是否正常发电，但不能反映出与发电有关的其它参量，后来增加了充放电电流表，用以观察蓄电池充、放电情况和充、放电电流的大小。指示灯和电流表虽然可以指示电源***发电、充放电的情况，却不能指示出电源电压，而充放电电流和电器的工作电流在汽车电路和负载不变的情况下是由电压大小决定的，所以只观察是否发电和充放电电流的数值，还不能准确掌握发电机发电和蓄电池充放电的实际情况，在实际使用中常发生因发电机电压失调，造成蓄电池过充、过放和因电压过高而损坏蓄电池及车灯等车用电器的现象。

一般情况下，汽车电源、电器的工作情况只有用与其相关的电压值才能合理准确地反映出来，电压值的高低不仅能反映出发电机的发电状况、蓄电池的充放电情况，还可以反映出汽车停驶后蓄电池的电压回落情况，并可据此判断出蓄电池是否放电；还可根据汽车启动时的电压降，判断出蓄电池的老化程度和性能；而且汽车发电和用电情况甚至汽车电系是否有故障都可以从电压值的高低及电压的大小变化上反映出来。所以随着汽车电子技术的发展，有些厂家已经在新型、高档的汽车上采用电压表代替充放电电流表来指示发电机发电、用电器用电和蓄电池充放电的情况，但电压表属于被动式显示，需要驾驶员留心观察才能取得数值，往往是多次观察并没有故障出现，久之容易造成麻痹思想，致使故障发生时不能及时发现，达不到应有的使用要求和效果。

三.实用新型内容：本实用新型所要解决的技术问题：针对背景技术存在的不足，本实用新型提供了一种高精度车用电系状态检测警示器。

本实用新型所采用的技术方案：一种高精度车用电系状态检测警示器，含有放大器或比较器集成块及***电子元件构成的电子电路，采用放大器或比较器集成块等元件组成比较电路，检测信号取自车用电源的分压，输入比较器的同向或反向输入端，车用电源经稳压电路稳压，提供基准信号，输入到比较器的反向或同向输入端，比较器的输出端与电源之间接有警示元件。

比较器可用LM系列，μA系列，CA系列，SG系列，μPC系列等集成块，如3302，2901，339，51209，75339，17339等，比较电路也可由晶体三极管、高选器、低选器、门电路等具有对比作用的电子元件组成，其工作电源或基准信号也可由外部电源提供，与比较器的输出端连接的警示元件可为发光二极管、蜂鸣器或音乐片，电源两端或负载电路中可接指示电压表或电流表。

组成比较电路的放大器或比较器和警示元件至少为一组。

比较器为四个，发光二极管为三个，车用电源经电阻R0、R1、R2分压，取R2的分压作为检测信号，分别接入比较器AR1、AR2、APR3的同向或反向输入端和AR4的反向或同向输入端，车用电源经限流电阻和稳压二极管稳压后，经电阻R3～R7分压，分压信号分别作为基准信号输入AR1～AR3的反向或同向输入端和AR4的同向或反向输入端，AR1和AR4的输出端短接组成或门，经发光二极管LED1和限流电阻接入电源“+”端，AR2和AR3的输出端分别经发光二极管LED3、LED2和限流电阻接电源“+”极。

采用八个比较器和八个发光二极管，电阻R1、R2串联接入车用电源两端，取R2的分压分别输入比较器AR3～AR8的正向或反向输入端和AR1、AR2的反向或同向输入端作为检测信号，车用电源经稳压二极管稳压，稳压输出经电阻R3～R8分压分别作为基准信号输入AR3～AR8的反向或同向输入端和AR1、AR2的同向或反向输入端，AR1～AR8的输出端分别串接发光二极管和限流电阻接入电源“+”端。

电路中涉及的电阻可为固定阻值或可变电阻，同发光二极管串联的限流电阻可以共用一个，警示元件也可用蜂鸣器或音乐片。

本实用新型的积极有益效果：1、车用电系状态检测警示器以电压比较电路为核心由各种电子元件组成，采用多个比较器并联工作，通过检测电路获得车用电源的电压变化信号，与内部设置的不同基准电压进行比较，比较结果通过不同颜色的发光二极管进行显示，能够准确及时的反映发电机、蓄电池等的工作状态及电源电压的变化，并发出声光报警信号，便于司机随时掌握电系情况，提醒司机朋友及时发现问题并做出检查处理。该检测器可安装在原充电指示灯的位置，可代替现有充电指示灯作充电指示，并具有充放电电流表和电压表的全部功能。

2、本实用新型解决了一般充电指示灯和电流表只能指示充不充电而不能指示该不该充电的缺陷，当电压过高和过低时发出声音报警，省略了查看、分辨电压表数值和根据数值判断情况的麻烦，使司机能够集中精力开车，保证了行车安全，同时该仪器功耗小、工作可靠、寿命长，使用准确、方便，应用前景广阔，具有较高的社会和经济效益。

四：附图说明：

图1：四个比较器的车用电系状态检测警示器电路示意图之一

图2：四个比较器的车用电系状态检测警示器电路示意图之二

图3：四个比较器的车用电系状态检测警示器电路示意图之三

图4：四个比较器的车用电系状态检测警示器电路示意图之四

图5：八个比较器的车用电系状态检测警示器电路示意图之一

图6：八个比较器的车用电系状态检测警示器电路示意图之二

五.具体实施方式：

实施例一：参见图1，本电路的两个外接引脚V+和V-分别接汽车电源(同时也是工作电源)的正负极，电阻R0、R1、R2串联接在电源的正负极之间，检测信号取自R2的分压，由R1、R2的节点a分别输入比较器中AR1、AR2、AR3的同相输入端和AR4的反相输入端，电阻R8和稳压二极管DW1组成串联式稳压电路，一方面给比较器提供稳定的工作电源，另一方面此稳压经电阻R4、R5、R6、R7分压，分别输入AR1、AP2、AR3的反相输入端和AR4的同相输入端，作为基准电压信号，通过合理选择它们的阻值，使4个节点b、c、d、e处的分压值为汽车和蓄电池在不同状态时的特征电压值，R0为可变电阻，其作用是精确调整a点的分压比，保证整个电路的检测和显示精度。

AR2、AR3的输出端分别与发光二极管LED3、LED2相连，AR1、AR4的输出端相连组成或门电路相交与g点，与发光二极管LED1相连，LED1、LED2、LED3设置为不同颜色，分别串接限流电阻R11、R10、R9接入电源“+”极，R9、R10、R11为可变电阻。AR1、AR4也可分开各自控制一个发光二极管。

发电机工作正常时，调整a点的电压值使其刚好大于d点的基准电压，这时4个比较器的输出端均处于高电位，发光二极管LED1、LED2、LED3均截止，处于熄灭状态，表示发电、充电情况正常。此时如果发电机失控致使电压升高，a点电压也随着升高，合理设置e点基准电压，使电源电压升高后a点电压高于e点电压，即比较器AR4的反相输入端电压高于同相输入端的电压，则其输出端就会由原来的高电位变为低电位，发光二极管LED1就由截止变为导通而发光，表明充电电压过高。故障排除即恢复正常后，发光二极管LED1灭。如果由于某种原因发电机的发电量减小或不发电、或汽车的用电量过大，发电机所提供的电量不够用，则由蓄电池供电，蓄电池电压很快明显下降，a点电压也随着降低，由于d点的基准电压只是稍微小于发电机正常工作时的a点电压，一旦发电量稍有减小，a点的电压就会低于d点的基准电压，即比较器AR3的同相输入端电压低于反相输入端的电压，输出端就会由高电位变为低电位，发光二极管LED2由截止变为导通而发光，表明充电电压偏低(工作状态时)或者蓄电池电量不满或还没有充满(刚启动前后)。如果电压降低确实属于汽车故障所致，在没有排除故障之前电源电压就会继续降低，这时a点电压也要随着降低，一旦a点的电压低于c点的电压，比较器AR2的同相输入端电压也就低于其反相输入端的电压，AR2的输出端由高电位变为低电位，发光二极管LED3由截止变为导通而发光，表明充电电压明显偏低，或者发电机已经停止发电，这将造成蓄电池电量急剧消耗。b点的电压值设置在蓄电池不能满足正常使用时的对应电压值处，如果a点的电压下降到低于b点，则比较器AR1输出端由高电位变为低电位，发光二极管LED1导通发亮，三个发光二极管全处于点亮状态，目的是警告驾驶员：蓄电池中的电量不足！若继续使用，将会缩短蓄电池的使用寿命。

另外，可在电路中加设电阻R10和发光二极管LED4，二者串联接入汽车原充电指示灯的位置，或电压调节器的励磁端和搭铁之间，即交流发电机的励磁线圈两端，用以显示发电机是否发电。

实施例二：参见图2，本例为实施例一的实施简化电路，发光二极管LED1、LED2、LED3共用一个负载电阻R9，工作过程及原理同实施例一，不重述。

实施例三：参见图3，本例与实施例一的不同之处在于：AR1、AR4输出端的发光二极管LED1和电源之间连接一蜂鸣器，或音乐片，当电系出现电压过高或蓄电池电量不足时进行声音报讯。工作过程及原理同实施例一，不重述。

实施例四：参见图 4，本例与实施例一的不同之处在于：检测信号输入比较器AR1、AR2、AR3的反向输入端和AR4的同向输入端，基准信号输入比较器AR1、AR2、AR3的同向输入端和AR4的反向输入端。此时，输出端发光二极管亮灭状态与实施例1相反，即在发电状况、电路和电器正常时所有指示灯处于发亮状态，一旦情况异常或电系的电压升高或降低，相应的指示灯熄灭。

实施例五：参见图5，比较器和发光二极管各为8个。图中，汽车电源既是工作电源又提供检测信号，电路的+、-两端接汽车电源正负极，电阻R1、R2串接电源两端，取R2的分压作为检测信号，分别输入比较器AR1、AR2的同向输入端和AR3～AR8的反向输入端，电阻R19和稳压二极管DW1组成稳压电路，一方面给比较器提供工作电源，同时合理调整分压电阻R3～R10的分压值，分别输入AR1、AR2的反向输入端和AR3～AR8的同向输入端作为比较器的基准信号，发光二极管D1～D8分别串联电阻R11～R18接入电源正极，检测信号和设置的基准电压对比，控制发光二极管的亮灭，可以分别显示出：电压过高、调节值过高、是否发电、调节值过低、电瓶电量满，电瓶电量不足、电瓶电量将尽、电瓶没电已不具备工作能力等。工作过程及原理同实施例一，不重述。

实施例六：参见图6，本例与实施例五的不同之处仅在于将比较器AR1～AR8的同、反向输入端输入的检测信号或基准信号对调。对比结果仅改变发光二极管的亮、灭状态。

当然，以上实施方式可以变通，产品电路结构、比较器的多少及显示状态可根据用户要求进行调整，使其功能更加全面，使用更加方便。

Claims (7)

1.一种高精度车用电系状态检测警示器，含有放大器或比较器集成块及***电子元件构成的电子电路，其特征是：采用放大器或比较器集成块等元件组成比较电路，检测信号取自车用电源的分压，输入比较器的同向或反向输入端，车用电源经稳压电路稳压，提供基准信号，输入到比较器的反向或同向输入端，比较器的输出端与电源之间接有警示元件。

2.根据权利要求1所述的检测警示器，其特征是：比较器可用LM系列，μA系列，CA系列，SG系列，μPC系列等集成块，如3302，2901，339，51209，75339，17339等，比较电路也可由晶体三极管、高选器、低选器等具有对比作用的电子元件组成，其工作电源或基准信号也可由外部电源提供，与比较器的输出端连接的警示元件可为发光二极管、蜂鸣器或音乐片，电源两端或负载电路中可接指示电压表或电流表。

3.根据权利要求1或2所述的检测警示器，其特征是：组成比较电路的放大器或比较器和警示元件至少为一组。

4.根据权利要求1或2所述的检测警示器，其特征是：比较器为四个，发光二极管为三个，车用电源经电阻R0、R1、R2分压，取R2的分压作为检测信号，分别接入比较器AR1、AR2、AR3的同向或反向输入端和AR4的反向或同向输入端，车用电源经限流电阻和稳压二极管稳压后，经电阻R3～R7分压，分压信号分别作为基准信号输入AR1～AR3的反向或同向输入端和AR4的同向或反向输入端，AR1和AR4的输出端短接组成或门，经发光二极管LED1和限流电阻接入电源“+”端，AR2和AR3的输出端分别经发光二极管LED3、LED2和限流电阻接电源“+”极。

5.根据权利要求4所述的检测警示器，其特征是：电路中涉及的电阻可为固定阻值或可变电阻，同发光二极管串联的限流电阻可以共用一个，警示元件也可用蜂鸣器或音乐片。

6.根据权利要求1或2所述的检测警示器，其特征是：采用八个比较器和八个发光二极管，电阻R1、R2串联接入车用电源两端，取R2的分压分别输入比较器AR3～AR8的正向或反向输入端和AR1、AR2的反向或同向输入端作为检测信号，车用电源经稳压二极管稳压，稳压输出经电阻R3～R8分压分别作为基准信号输入AR3～AR8的反向或同向输入端和AR1、AR2的同向或反向输入端，AR1～AR8的输出端分别串接发光二极管和限流电阻接入电源“+”端。

7.根据权利要求6所述的检测警示器，其特征是：电路中涉及的电阻可为固定阻值或可变电阻，同发光二极管串联的限流电阻可以共用一个，警示元件也可用蜂鸣器或音乐片。

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